[發明專利]液晶組合物及液晶顯示元件

在審

• 申請號: 201880053067.8
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN111032827A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 齋藤將之;井上大輔
• 申請（專利權）人: 捷恩智株式會社;捷恩智石油化學株式會社
• 主分類號: C09K19/54
• 分類號: C09K19/54;C09K19/12;C09K19/14;C09K19/20;C09K19/30;C09K19/34;C09K19/38;C09K19/42;G02F1/13
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 馬爽;臧建明

一種液晶組合物，含有作為第一添加物的紫外線吸收劑、作為第一成分的具有大的正介電各向異性的特定化合物，也可含有作為第二成分的具有高的上限溫度或小的粘度的特定化合物、作為第三成分的具有正介電各向異性的特定化合物、或者作為第四成分的具有大的負介電各向異性的特定化合物。

技術領域

本發明涉及一種液晶組合物、含有所述組合物的液晶顯示元件等。特別涉及一種介電各向異性為正的液晶組合物，及含有所述組合物并具有TN、ECB、OCB、IPS、FFS、或FPA的模式的有源矩陣(active matrix，AM)元件。

背景技術

液晶顯示元件中，基于液晶分子的運行模式的分類為相變(phase change，PC)、扭轉向列(twisted nematic，TN)、超扭轉向列(super twisted nematic，STN)、電控雙折射(electrically controlled birefringence，ECB)、光學補償彎曲(opticallycompensated bend，OCB)、共面切換(in-plane switching，IPS)、垂直取向(verticalalignment，VA)、邊緣場切換(fringe field switching，FFS)、電場感應光反應取向(field-induced photo-reactive alignment，FPA)等模式。基于元件的驅動方式的分類為無源矩陣(passive matrix，PM)與有源矩陣(active matrix，AM)。PM被分類為靜態式(static)、多路復用式(multiplex)等，AM被分類為薄膜晶體管(thin film transistor，TFT)、金屬-絕緣體-金屬(metal insulator metal，MIM)等。TFT的分類為非晶硅(amorphous silicon)及多晶硅(polycrystal silicon)。后者根據制造步驟而分類為高溫型與低溫型。基于光源的分類為利用自然光的反射型、利用背光的透過型、以及利用自然光與背光這兩者的半透過型。

液晶顯示元件含有具有向列相的液晶組合物。所述組合物具有適當的特性。通過提高所述組合物的特性，可獲得具有良好特性的AM元件。將這些特性中的關聯歸納于下述表1中。基于市售的AM元件來對組合物的特性進一步進行說明。向列相的溫度范圍與元件可使用的溫度范圍相關聯。向列相的優選的上限溫度為約70℃以上，而且向列相的優選的下限溫度為約-10℃以下。組合物的粘度與元件的響應時間相關聯。為了以元件顯示動態圖像(moving image)，優選為響應時間短。理想為短于1毫秒的響應時間。因此，優選為組合物的粘度小。更優選為低溫下的粘度小。組合物的彈性常數與元件的對比度相關聯。元件中為了提高對比度，更優選為組合物的彈性常數大。

表1.組合物的特性與AM元件的特性

組合物的光學各向異性與元件的對比度比相關聯。根據元件的模式，而需要大的光學各向異性或小的光學各向異性、即適當的光學各向異性。組合物的光學各向異性(Δn)與元件的單元間隙(d)的積(Δn×d)被設計成使對比度比為最大。適當的積的值依存于運行模式的種類。TN之類的模式的元件中，適當的值為約0.45μm。所述情況下，對于單元間隙小的元件而言優選為具有大的光學各向異性的組合物。組合物的大的介電各向異性有助于元件的低閾電壓、小的電力消耗與大的對比度比。因此，優選為大的介電各向異性。組合物的大的比電阻有助于元件的大的電壓保持率與大的對比度比。因此，優選為在初始階段中，不僅在室溫下而且在接近于向列相的上限溫度的溫度下也具有大的比電阻的組合物。且優選為在長時間使用后，不僅在室溫下而且在接近于向列相的上限溫度的溫度下也具有大的比電阻的組合物。組合物對于紫外線及熱的穩定性與液晶顯示元件的壽命相關聯。在這些的穩定性高時，所述元件的壽命長。此種特性對于用于液晶監視器、液晶電視等的AM元件而言優選。